工程热力学与传热学试验指导书VIP免费

页眉内容1页脚内容实验一二氧化碳临界状态观测及p-v-T关系测定实验指导书一、实验目的1．了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。2．增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。3．掌握CO2的p-v-T关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。4．学会活塞式压力计，恒温器等热工仪器的正确使用方法。二．实验原理在准平衡状态下，气体的绝对压力p、比容v和绝对温度T之间存在某种确定关系，即状态方程:0T,v,pF理想气体的状态方程具有最简单的形式：RTpv实际气体的状态方程比较复杂，目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来，虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映p、v、T之间关系的实际气体的状态方程。因此，具体测定某种气体的p、v、T关系，并将实测结果表示在坐标图上形成状态图，乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系，故具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值，本实验就是在保持绝对温度T不变的条件下进行的。三、实验内容1．测定CO2的p-v-t关系。在p-v坐标系中绘出低于临界温度（t=20℃）、临界温度（t=31.1℃）和高于临界温度（t=35℃）的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析其差异原因。2．观测临界状态（1）临界状态附近气液两相模糊的现象。（2）气液整体相变现象。（3）测定CO2的pc、vc、tc等临界参数，并将实验所得的vc值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比教，简述其差异原因。四、实验设备整个实验装置由压力台、恒温器和实验台本体及其防护罩等三大部分组成（如图一所示）。试验台本体如图二所示。其中1—高压容器；2—玻璃杯；3—压力机；4—水银；5—密封填料；6—填料压盖；7—恒温水套；8—承压汞容器；9—CO2空间；10—温度计。、对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数p、v、T之间有：0T,v,pF或v,pfT（1）本实验就是根据式（1），采用定温方法来测定CO2的p-v-T关系，从而找出CO2的p-v-T关系。实验中，由压力台送来的压力由压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管，CO2被压缩，其压力和容器通过压力台上的活塞杆的进、退来调节。温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。实验工质二氧化碳的压力，由装在压力台上的压力表读出（如要提高精度，可由加在活塞转盘上的平衡砝码读出，并考虑水银柱高度的修正）。温度由插在恒温水套中的温度计读出。比容首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来测量，而后再根据承压玻璃管内径均匀、截面不变等条件来换算得出。图一试验台系统图图二试验台本体页眉内容2页脚内容五、实验步骤1．按图一装好实验设备，并开启实验本体上的日光灯。2．恒温器准备及温度调节：（1）把水注入恒温器内，注至离盖30～50mm。检查并接通电路，开动电动泵，使水循环对流。（2）在温度控制器AL808E的控制面板上通过上下键设定好实验用的温度。（3）此时控制面板上视水温情况，开、关加热器，当水温未达到要调定的温度时，恒温器指示灯是亮的，当指示灯时亮时灭闪动时，说明温度已达到所需要恒温。（4）观察玻璃水套上的温度计，若其读数与恒温器上的温度计及电接点温度计标定的温度一致时（或基本一致），则可（近似）认为承压玻璃管内的CO2的温度处于所标定的温度。（5）当所需要改变实验温度时，重复（2）～（4）即可。3．加压前的准备：因为压力台的油缸容量比容器容量小，需要多次从油杯里抽油，再向主容器充油，才能在压力表显示压力读数。压力台抽油、充油的操作过程非常重要，若操作失误，不但加不上压力，还会损坏试验设备。所以，务必认真掌握，其步骤如下：（1）关压力表及其进入本体油路的两个阀门，开启压力台上油杯的进油阀。（2）摇退压力台上的活塞螺杆，直至螺杆全部退出。这时，压力台油缸中抽满了油。（3）先关闭油杯阀门，然后开启压力表和进入本体油路的两个阀门。（4）摇进活塞螺杆，使本体充油。如此交复，直至压力表上有压力读数为止。特别应注意以下情况，如螺杆已推进到...